Neutralweiße LEDs im öffentlichen Raum

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Gelber und roter Wellenbereich besser sichtbar

Ein weiterer Vorteil von neutralweißen Hochleistungs-LEDs liegt in ihrer spektralen Verteilung, welche durch fortschrittliche Phosphortechnik ermöglicht wird: im Vergleich zu kaltweißen LEDs haben neutral-weiße LEDs einen höheren Anteil der spektralen Vertreilung im gelben und roten Wellenlichtbereich ab.

Durch diese Spektralverteilung wird es einfacher, verschiedene Flüssigkeiten auf Asphalt zu unterscheiden. Obgleich möglich, ist es bei kaltweißen LEDs doch schwierig, zwischen Öl, Wasser und anderen farbigen Flüssigkeiten zu unterscheiden. Im Gegensatz dazu ist es bei neutralweißen Lichtquellen einfach, die bräunliche Farbe von Öl zu erkennen. Zusätzlich erscheinen Hauttöne in neutralweißem LED-Licht viel natürlicher.

Auf der anderen Seite wird durch eine hellere Straßenbeleuchtung sowohl die persönliche (subjektive) Sicherheit, als auch die tatsächliche Sicherheit des Gemeinwesens erhöht. Verschiedene Statistiken belegen, dass sich die Zahl der Einbrüche und Autodiebstähle durch eine bessere Straßenbeleuchtung deutlich reduziert werden kann.

Thermische Konstruktion der LEDs

Die Lichtausbeute von LEDs, gleichgültig, ob nach einer Betriebsdauer von 20 Minuten oder 5 Jahren, hängt hauptsächlich von den Wärmeeigenschaften der Beleuchtungsbaugruppe ab. Als Faustregel gilt, dass eine Metallkernplatine von ungefähr einem Quadratzoll benötigt wird, um 1 W Wärme von einer LED abzuleiten. Bei einer LED mit einer Leistungsaufnahme von 3 W würde dementsprechend eine Metallkernplatine von 3 in² oder 1935 mm² benötigt werden.

Falls es auf Grund der Bauart nicht möglich ist, eine 4,4 cm × 4,4 cm Metallkernplatine pro 3-W-LED zur Verfügung zu stellen, können zusätzliche Kühlkörper zur Wärmeableitung genutzt werden. Es stehen hierfür zwei verschiedene Typen an passiven Kühlkörpern zur Verfügung: entweder extrudiertes Metall wie Aluminium oder Kühlkörper mit dünnen Metalllamellen.

Üblicherweise weisen Kühlkörper mit dünnen Metalllamellen den niedrigsten Wärmewiderstand auf. Allerdings sind diese Kühlkörper auch am teuersten. Falls das Projekt sehr kostensensibel ist und Platzbedarf nicht die höchste Priorität hat, können Kühlkörper aus stranggepresstem Metall eine gute Alternative sein.

Aktive Kühlsysteme mit langer Lebensdauer

Ein weiterer Ansatz zur Ableitung der von LEDs erzeugten Wärme besteht in der Verwendung eines aktiven Kühlsystems. Herkömmliche aktive Kühlsysteme arbeiten mit Flüssigkeiten, wie Wasser, Öl oder Luft. Bei der Gebläsekühlung handelt es sich hierbei um den optimalen Ansatz zur Entwärmung von Hochleistungs-LEDs.

Neue Ansätze schließen Kühler auf der Basis von Membranen mit ein, die über eine ähnlich lange Lebensdauer wie LEDs verfügen sollen. Wärmeleitmateralien (TIM) müssen sowohl bei aktiver als auch bei passiver Kühlung zwischen Platine und Kühlkörper verwendet werden.

Selbst wenn die Metallkernplatine oder Mehrschicht-FR-4-Platine direkt mit dem Kühlkörper verbunden zu sein scheint, lassen mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche kleinste Luftspalte entstehen, die zu einer Erhöhung des Wärmewiderstands führen. Aus diesem Grund müssen zur Unterstützung des Wärmeaustausches Wärmeleitpasten oder Wärmeleitstreifen verwendet werden.

Die optische Konstruktion nach EN 13201

In Europa legt die Norm EN 13201 die Anforderungen für verschiedene Bereiche der Straßenbeleuchtung fest: Autobahnen, städtische Straßen, Kreuzungen und Bürgersteige. Die erforderliche Leuchtdichte und gleichmäßige Ausleuchtung hängen von der Art ab, wie die LEDs verwendet werden.

So kann sich die stündliche Anzahl Autos nach Sonnenuntergang auf diese Vorgaben auswirken. Hierbei ist es zum einen sicherlich wichtig, Straßen und Kreuzungen mit hohem Verkehrsaufkommen gleichmäßig mit sehr viel Licht auszuleuchten. Aus Sicherheitsgründen darf das Licht aber auch nicht zu grell sein, damit die Autofahrer nicht geblendet werden.

Spezielle Beleuchtung für kritische Abschnitte

Bei einer bestimmten Straßenbeleuchtungsanlage können diese Faktoren leicht mit einer sekundären Optik angepasst werden. Hersteller von Sekundäroptiken bieten für die verfügbaren LED-Gehäuse zumeist Standardlösungen an, können aber auch kundenspezifische Optiken liefern.

Für kritische Straßenabschnitte, wie Fußgängerüberwege, Kreisverkehre oder gefährliche Kreuzungen, wird vom Gesetzgeber eine spezielle, differenzierte Art der Beleuchtung vorgeschrieben. In der Vergangenheit erfolgte die Beleuchtung über gelbliche Hochdruck-Natriumdampflampen. Solche Beleuchtungsanlagen können durch bernsteinfarbene oder gelbe monochromatische LEDs oder durch eine Kombination aus warmweißen und bernsteinfarbenen Hochleistungs-LEDs, wie Avago ASMT-JA30-ARS01 und ASMT-JY32-NTV01, adressiert werden.

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